В Китае создали зарядку из жидкого металла: как работает инновационное устройство

Недавнее исследование Китайского сельскохозяйственного университета представляет новый подход к решению проблем быстрой зарядки постоянным током высокой мощности (DC-HPC) в электромобилях. Ученые сосредоточились на разработке стратегии синергетического охлаждения и зарядки с использованием гибкого зарядного разъема на основе галлия из жидкого металла (LMFCC), пишет eurekalert.org.

По мере роста спроса на электрокары технология DC-HPC, особенно для зарядных токов мегаваттного уровня (≥1000 А), имеет решающее значение для сокращения времени зарядки. Однако она влечет за собой проблему мгновенных тепловых ударов. Традиционные методы охлаждения, разделяющие передачу тока и теплопередачу, испытывают трудности в достижении как гибкости, так и высокоэффективного охлаждения.

Предложенный в этом исследовании LMFCC имеет несколько преимуществ. Он может эффективно рассеивать сверхвысокий тепловой поток, одновременно пропуская сверхвысокий ток. Благодаря превосходной текучести и проводимости жидкого металла LMFCC демонстрирует исключительную гибкую работоспособность с радиусом изгиба 2 см и высокой стабильностью передачи даже при значительной деформации, превосходя цельнометаллические соединители.

Исследователи оптимизировали компактный метод индукционного электромагнита. Регулируя распределение тока и магнитного потока, они увеличили скорость потока жидкого металла (LM) и активную охлаждающую способность системы LMFCC. Этот метод также помогает подавить концевые эффекты. Были созданы трехмерная многофизическая численная модель и синергетическая платформа для испытаний охлаждения и передачи для всесторонней оценки производительности LMFCC в различных условиях.

Экспериментальные результаты многообещающие. LMFCC продемонстрировал хорошую электрическую стабильность в условиях кручения и изгиба. Что касается охлаждающей способности, при зарядном токе 1000 А разница температур между максимальной температурой и внешней средой оставалась на уровне 54,3 °C, что свидетельствует о его превосходных возможностях отвода и рассеивания тепла. Эффективность охлаждения системы можно дополнительно улучшить, отрегулировав такие параметры, как длина, диаметр зарядного кабеля и скорость потока жидкого металла.

Эта новая стратегия синергетического охлаждения и зарядки представляет собой значительный шаг вперед в управлении тепловым потоком сверхвысокого теплового потока. Она может позволить разработать простые, надежные и легкие системы зарядки с высокой мощностью зарядки. Хотя она все еще находится на стадии исследований, она предлагает новые возможности для будущего индустрии электромобилей, потенциально ускоряя широкое внедрение электромобилей.